EP0011811B1 - Pièce conductrice électrique à isolation résistant à des températures supérieures à 250 Grad C et procédé de fabrication de celle-ci - Google Patents

Pièce conductrice électrique à isolation résistant à des températures supérieures à 250 Grad C et procédé de fabrication de celle-ci Download PDF

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EP0011811B1
EP0011811B1 EP79104609A EP79104609A EP0011811B1 EP 0011811 B1 EP0011811 B1 EP 0011811B1 EP 79104609 A EP79104609 A EP 79104609A EP 79104609 A EP79104609 A EP 79104609A EP 0011811 B1 EP0011811 B1 EP 0011811B1
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copper
grad
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Alsthom Atlantique SA
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/026—Alloys based on copper
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    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
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    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12903—Cu-base component
    • Y10T428/1291—Next to Co-, Cu-, or Ni-base component

Definitions

  • the present invention relates to an electrical conductive piece with insulation resistant to temperatures above 250 ° C, and a method of manufacturing such a conductive piece, and in particular an electrical conductor of this kind and its manufacturing process.
  • Electric conductors having to resist high temperatures have already been proposed, constituted by wires of a good conductive metal, generally copper, provided with a coating of nickel or gold, for example, on which an enamel is applied. a heat-resistant synthetic resin.
  • a good conductive metal generally copper
  • the insulating enamels often being partially porous to air, an oxide layer is formed on the copper from 250 ° C. which considerably reduces the adhesion of the enamel on the conductor, which harms the phenomenon of thermal conduction and the mechanical strength of the insulating assembly.
  • the surface electrical conductivity of the protective metal being higher than that of copper, the current concentrates even more on the surface of the conductor and causes additional heating of the enamel .
  • the object of the present invention is to provide an electrical conductive piece with insulator resistant to high temperatures, above 250 ° C., for long periods, of the order of tens of thousands of hours, and even supporting a certain amount of time. temperatures from 400 to 500 ° C., the coating enamel being then judiciously chosen from those resistant to these temperatures, such as thermostable heterocyclic polymers or organomineral polymers.
  • the electrical conductive part according to the invention is characterized in that its conductive core is obtained by drawing a copper billet coated with a cupro-aluminlum alloy. Such billets are known, but have not hitherto been used in the manufacture of electrical conductors.
  • this conductive part is characterized in that its conductive core is prepared by subjecting a copper billet coated with a cupro-aluminum alloy to one or more hot drawn drawings reducing its diameter to a value between 13 and 8 mm, then to a series of cold drawing with lubrication. Preferably, some of the cold drawing is carried out annealing under vacuum or under inert gas.
  • a first wire drawing is carried out. hot at 700 ° -750 ° C to bring the diameter between 13 and 8 mm.
  • a conductor of this kind with a diameter of 0.8 mm has a surface electrical resistance close to that of copper (1,941 ⁇ cm 2 / cm compared to 1,724 ⁇ cm 2 / cm). Its oxidation only takes place from 600 ° C with a saturation phenomenon. It can be used in rotating machines for 20,000 hours at 250 ° C.

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  • Insulated Conductors (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Description

  • La présente Invention concerne une pièce conductrice électrique à isolation résistant à des températures supérieures à 250°C, et un procédé de fabrication d'une telle pièce conductrice, et notamment un conducteur électrique de ce genre et son procédé de fabrication.
  • On a déjà proposé des conducteurs électriques devant résister à des températures élevées, constitués par des fils d'un métal bon conducteur, généralement le cuivre, munis d'un revêtement de nickel ou d'or, par exemple, sur lequel est appliqué un émail d'une résine synthétique résistant à la chaleur. Lorsque le conducteur est en cuivre non revêtu d'un autre métai, les émaux isolants étant souvent partiellement poreux à l'air, il se forme sur le cuivre à partir de 250°C une couche d'oxyde qui réduit considérablement l'adhérence de l'émail sur le conducteur, ce qui nuit au phénomène de conduction thermique et à la tenue mécanique de l'ensemble isolant. Il existe en outre une interface entre le cuivre et le métal de protection, à travers laquelle se produisent des phénomènes de diffusion d'un métal dans un autre qui réduisent l'efficacité, de la protection. Enfin, dans le. cas de conducteurs destinés, à être parcourus par des courants à haute fréquence, la conductibilité électrique superficielle du métal protecteur étant plus élevée que celle du cuivre, le courant se concentre encore plus à la surface du conducteur et entraîne un échauffement supplémentaire de l'émail.
  • La présente invention a pour but de procurer une pièce conductrice électrique à isolant résistant à des températures élevées, supérieures à 250°C, pendant de longues durées, de l'ordre de dizaines de milliers d'heures, et supportant même un certain temps des températures de 400 à 500°C, l'émail de revêtement étant alors judicieusement choisi parmi ceux résistant à ces températures, tels que les polymères hétérocycliques thermostables ou polymères organominéraux.
  • La pièce conductrice électrique selon l'invention est caractérisée en ce que son âme conductrice est obtenues par tréfilage d'une billette de cuivre revêtue d'une alliage cupro-aluminlum. De telles billettes sont connues, mais n'ont pas été utilisées jusqu'ici à la fabrication de conducteurs électriques.
  • Le procédé de fabrication de cette pièce conductrice est caractérisé en ce que l'on prépare son âme conductrice en soumettant une billette de cuivre revêtue d'un alliage cupro-aluminium à un ou plusieurs tréfilages à chaud réduisant son diamètre à une valeur comprise entre 13 et 8 mm, puis à une série de tréfilages à froid avec lubrification, De préférence, l'on effectue entre certains des tréfilages à froid des recuits sous vide ou sous gaz inerte.
  • A titre d'exemple, en partant d'une billette de cuivre de 80 mm de diamère, comportant en surface une épaisseur de 10 mm d'un alliage cupro-aluminium obtenu par diffusion sous vide et rectification de surface, on effectue un premier tréfilage à chaud à 700°-750°C pour amener le diamètre entre 13 et 8 mm.
  • En partant de barres de 8 mm tréfilées, on obtient du fil de 0,8 mm de diamètre par un étirage à froid en 15 à 20 passes, avec iubri- fication pr une huile épaisse telle que l'huile du type Antonol "TCH 1 " fabriquée par la Société Tréfimétaux et constituée par un mélange d'hydrocarbures polymérisés et d'esters d'acides gras. Pour éviter tout écrouissage du cupro-aluminium superficiel, il est nécessaire de procéder entre certains des étirages à froid à un recuit sous vide ou sous gaz inerte à -une température entre 650Q et 750°C, la température et le temps de recuit étant fonction des diamètres de la barre ou du fil.
  • Un conducteur de ce genre de diamètre 0,8 mm possède une résistance électrique superficielle voisine de celle du cuivre (1,941 µΩ cm2/cm contre 1,724 µΩ cm2/cm). Son oxydation n'a lieu qu'à partir de 600°C avec un phénomène de saturation. Il peut être utilisé dans des machines tournantes pendant 20000 heures à 250°C.
  • Bien que le conducteur et son procédé de fabrication qui viennent d'être décrits à titre d'exemple correspondent à la variante préférée de l'invention, comprendra que diverses modifications peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certaines opérations du procédé de fabrication pouvant être remplacées par d'autres qui joueraient un rôle technique analogue. En particulier, on peut partir d'une billette dont le rapport de l'épaisseur du revêtement d'alliage cupro-aluminium est supérieur ou inférieur à celui indiqué. On peut fabriquer de la même manière des conducteurs méplats. On peut également fabriquer par le même procédé toutes pièces conductrices utilisables dans l'industrie électrique, telles que des lames de collecteurs pour machines tournantes, des barres de cuivre pour alternateurs, stators ou rotors de machines tournantes.

Claims (3)

1. Pièce conductrice électrique à isolation résistant à des températures supérieures à 250°C, caractérisée en ce que son àme conductrice est obtenue par tréfilage d'une billette de cuivre revêtue d'un alliage cupro-aluminium.
2. Procédé de fabrication d'une pièce conductrice électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prépare son àme conductrice en soumettant une billette de cuivre revêtue d'un alliage cupro-aluminium à un ou plusieurs tréfilages à chaud réduisant son diamètre jusqu'au moins à une valeur comprise entre 13 et 8 mm, puis à une série de tréfilages à froid avec lubrification.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on effectue entre certains des tréfilages à froid des recuits sous vide ou sous gaz inerte.
EP79104609A 1978-11-24 1979-11-20 Pièce conductrice électrique à isolation résistant à des températures supérieures à 250 Grad C et procédé de fabrication de celle-ci Expired EP0011811B1 (fr)

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